循環(huán)冷卻水處理設(shè)計應(yīng)重視節(jié)水環(huán)保水處理技術(shù)
1,、節(jié)水環(huán)保水處理是可持續(xù)發(fā)展的需要
為了控制工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕,保證設(shè)備的換熱效率和使用年限,。目前已有多種類型水處理技術(shù),。其中環(huán)保節(jié)水型水處理技術(shù),更適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需要,也更受企業(yè)的歡迎,。為使工業(yè)循環(huán)冷卻水處理達(dá)到技術(shù)先進(jìn),,節(jié)約用水,符合環(huán)保需要,,根據(jù)多年積累的成熟實踐經(jīng)驗,,提出在工業(yè)循環(huán)水冷卻水處理設(shè)計規(guī)范中,應(yīng)增設(shè)環(huán)保節(jié)水型水處理設(shè)計條款,,以適用新建,、擴(kuò)建、改建工程和間接換熱的工業(yè)循環(huán)冷卻水處理的需要,,適應(yīng)節(jié)水環(huán)保對給水排水的更高需求,。
循環(huán)冷卻水處理,zui重要的是解決換熱設(shè)備的結(jié)垢和腐蝕問題,。結(jié)垢要影響換熱效率,,多耗能源,影響工藝操作,。腐蝕會減少設(shè)備使用壽命,,并存在安全隱患。為了防止結(jié)垢和腐蝕,,近年來大力推廣了磷系配方水處理技術(shù),,有效控制了水垢和腐蝕。但是,,磷系藥劑存在不容忽視的問題:一,、磷是營養(yǎng)物質(zhì),促進(jìn)了水系統(tǒng)中菌藻微生物的繁殖加劇,,不僅加氯和投加各類殺菌滅藻劑成為必須手段,,而且有大量含磷和含殺菌滅藻劑廢水排放,加重了環(huán)境水域污染和富營養(yǎng)化程度,,成了公害性問題,。二、磷系配方藥劑在系統(tǒng)內(nèi)停留時間有限制,,水解成磷酸鈣垢,,循環(huán)水濃縮倍數(shù)低,不利于節(jié)約用水,。
環(huán)保節(jié)水型水處理技術(shù),,經(jīng)多年來的實踐應(yīng)用,具有良好的節(jié)約用水,、保護(hù)環(huán)境的功效,。例如LHE聚合物,,對高堿度、高硬度,、含氨含堿或水質(zhì)相對較差的水適用性強,,濃縮倍率高,抑制菌藻效果好,,不需使用殺菌劑,。因而在新規(guī)范中特別增加了節(jié)水環(huán)保水處理設(shè)計所要求的相關(guān)技術(shù)條件。
我國循環(huán)冷卻水處理已開發(fā)出較適應(yīng)的節(jié)水環(huán)保型藥劑及技術(shù),,并經(jīng)過了較長期的應(yīng)用實踐,,為循環(huán)冷卻水的節(jié)水環(huán)保設(shè)計提供了參考依據(jù)。由于我國水資源嚴(yán)重短缺,,保護(hù)環(huán)境需求及法規(guī)日益嚴(yán)格,。因此,循環(huán)冷卻水設(shè)計應(yīng)考慮在不影響工藝條件情況下盡量采用節(jié)水環(huán)保新技術(shù),。
采用環(huán)保新技術(shù)不僅是節(jié)水環(huán)保的需要,,也是工廠企業(yè)應(yīng)該高度重視的大事。2004年2月間,,四川某大型化工集團(tuán)廢水排放,,造成環(huán)境水域嚴(yán)重污染,農(nóng)作物受害,,魚蝦死亡,,幾萬人無水可用,經(jīng)濟(jì)損失達(dá)三億元,,工廠被罰款100萬元,,總引咎辭職。造成這一嚴(yán)重后果的直接原因,,是該企業(yè)循環(huán)水采用的技術(shù)無法使用含氨廢水作補充水,。而該廠鄰近的許多同類型企業(yè),早已改用LHE聚合物節(jié)水環(huán)保水處理技術(shù),。所有含氨含堿廢水均全部用于循環(huán)水補充水,,實現(xiàn)了以廢治廢,以污治污,,節(jié)約用水,,保護(hù)環(huán)境,杜絕污染的目的,。由此也可以看出,,工業(yè)循環(huán)冷卻水采用新技術(shù)具有重要意義和價值。
換熱器的材質(zhì),。
根據(jù)實踐經(jīng)驗,,不同材質(zhì)組合雖然有利于提高換熱效率,,但帶來的電偶腐蝕和水質(zhì)處理上的難度也是不可忽視的。例如化肥廠的水系統(tǒng),,在碳化塔工段使用鋁合金換熱水箱,,就存在鋁管與鋼鐵連接處的電偶腐蝕問題,循環(huán)水也難以回用高堿度廢水(鋁對CL–,、Na+、K+等耐受能力較弱),。同時,,碳化水箱設(shè)計為U形管,管徑較細(xì),,冷卻水在其中流速慢,,碳化液溫度高,易結(jié)垢和沉積污垢,。
化肥廠的銅芯,、閥門、銅管油冷器等,,均影響含氨廢水回用于循環(huán)冷卻水,。還有脫硫工段使用的醋酸銅氨液,其泄漏的含銅離子溶液,,飄落的含銅粉塵,,在循環(huán)水中均會加速對設(shè)備的腐蝕。尤其是對鋁合金的腐蝕,。同時,,磷系配方也不允許循環(huán)水中有氨,因而過去化肥廠循環(huán)水設(shè)計中特別強調(diào)不得有氨,,致使凈氨塔,、二次脫硫等大量含氨廢水無法利用而排放,造成水資源浪費和環(huán)境污染,。
節(jié)水環(huán)保水處理技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)化肥廠水處理的改革,,例如使用LHE聚合物的廠家,將循環(huán)水系統(tǒng)所有含銅質(zhì)的閥門,、冷卻器等全部換為不含銅質(zhì)的,。將脫硫工段單獨隔開,杜絕含銅物質(zhì)與循環(huán)水接觸,。這樣一來,,含氨廢液、尿素解析廢液,、車間地面沖洗水(含氨),、等均可回收澄清后用于循環(huán)冷卻水補充水,,使噸氨水耗由過去的100多噸降低到15噸以下。
堿廠也是如此,。過去磷系配方無法接納高PH值含堿廢水,,使用LHE聚合物則可以回用高PH值含堿廢水。所以采用節(jié)水環(huán)保水處理技術(shù),,不僅是技術(shù)上的先進(jìn)性,,而更重要是為企業(yè)的節(jié)約用水、提益,、變廢為寶,、保護(hù)環(huán)境,提供了可靠途徑,。
3,、采用節(jié)水環(huán)保水處理技術(shù)應(yīng)提高循環(huán)水的流速和流量:管程循環(huán)冷卻水流速不宜小于1.2m/s;殼程循環(huán)冷卻水流速不宜小于0.9m/s,。無法滿足上述要求時,,應(yīng)采取加大冷卻水流量,在易沉積污垢部位設(shè)置集污器,、排污閥和反沖洗閥,,并加強防腐涂層。
污垢沉積主要是冷卻水流速偏低造成的,,特別是夏季水溫高,,磷系水處理系統(tǒng)微生物粘泥大量滋生,流速慢的地方,,緊貼管壁的生物粘泥更減緩了本來就緩慢的水流,,結(jié)果是惡性循環(huán)。
提高冷卻水流速不利于污垢存留,,一般大于0.9m/s的水流,,污垢或粘泥難以在循環(huán)水系統(tǒng)中管道和設(shè)備上附著。
從大量垢下腐蝕的情況分析,,有兩種情況:一種是銹垢,。這種垢大多為瘤狀,瘤周為黑色,,主要是水質(zhì)PH值偏低,,鐵細(xì)菌和硫酸鹽還原菌繁殖的后果;另一類是污垢與金屬接觸部位細(xì)菌繁殖的后果,。主要是水的流速慢,,換熱面上或系統(tǒng)設(shè)備上積存雜質(zhì)和污垢所造成。解決的方法是提高循環(huán)水的PH值和堿度指標(biāo),,并提高流速或加大水流量,,防止結(jié)垢和污物沉積,。
3、污垢熱阻
所有循環(huán)水均存在污垢沉積影響換熱的問題,。污垢熱阻值的法定計量單位為m2k/w,,1 m2hC/kсal=0.86 m2kw,原規(guī)范指標(biāo)規(guī)定為1.72×10-4~3.44×10-4m2k/w.
由于現(xiàn)行大多是采用磷系配方(包括聚磷和復(fù)合配方),,其污垢是否附著換熱器而影響換熱,,除了水的流速、流量,、藥劑濃度外,,菌藻微生物繁衍滋生也是重要的因素。當(dāng)加了殺菌滅藻劑后,,微生物粘泥少,污垢就少,,換熱就好,。菌藻微生物隨時都在繁殖,污垢熱阻值也在不斷變動之中,。所以,,污垢熱阻這一指標(biāo)難以準(zhǔn)確反映實際情況,很多流于形式,。
當(dāng)循環(huán)水系統(tǒng)換熱不好,,用阻垢劑、殺菌劑也無法解決時,,就干脆進(jìn)行清洗去除,。在一些有一定規(guī)模的工廠,均有自己的專業(yè)清洗隊,,不論是化學(xué)清洗還是高壓水射流,,雖然可能解決換熱問題,但浪費水,,污染環(huán)境,,降低設(shè)備使用壽命是難免的。一些大型化工企業(yè)價值昂貴的換熱器,,因頻繁進(jìn)行化學(xué)清洗而提前報廢,。壞一臺,換一臺,,再壞一臺,,再換一臺。由此也說明污垢的危害性和循環(huán)冷卻水處理中存在的問題,。
所以,,解決污垢在換熱器上附著影響換熱的問題,,除了硬性指標(biāo)之外,還要從技術(shù)上根本解決,。從十多年的實踐經(jīng)驗看,,應(yīng)用節(jié)水環(huán)保型LHE聚合物,其與水中結(jié)垢離子或雜質(zhì)的絡(luò)合物不易粘附,,易于流動性,,恰好解決了污垢附著的問題。
化肥企業(yè)和大型中央空調(diào)循環(huán)水處理使用LHE聚合物的實踐表明,,換熱設(shè)備中沒有因結(jié)垢,、污垢、菌藻滋生,、粘泥附著影響換熱的問題,,運行情況良好。經(jīng)濟(jì)效果更為突出,,整個運行年度沒有廢水排放,,節(jié)水和環(huán)保效益十分可觀。
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